Piotr Owczarczyk

COWiG 3

28.04.2005

Sprawozdanie

Spawanie elektryczne, gazowe, zgrzewanie i cięcie tlenem.

SPAWANIE ŁUKIEM ELEKTRYCZNYM

Spawanie łukiem elektrycznym polega na wytworzeniu między elektrodą spawalniczą a materiałem spawanym ciepła, pod wpływem, którego topią się brzegi łączonych części i dodawane spoiwo tworząc w ten sposób spoinę. Stopiony w obszarze spoiny metal na skutek stygnięcia krzepnie i łączy trwale obie części metalu rodzimego.

Spoiny dzielimy zależnie od wzajemnego ustawienia spawanych części. Rozróżnia się spoiny: doczołowe, zakładkowe, przylgowe, kątowe, narożne, teowe i krzyżowe.

Rozróżniamy dwa rodzaje elektrod do spawania łukiem elektrycznym. Elektrody topliwe (otulone i nieotulone) oraz elektrody nietopliwe (wolframowe, węglowe i grafitowe) - obecnie rzadziej stosowane. Elektrody otulone są stosowane najczęściej.

W zależności od grubości otulin dzieli się je na:

• cienko otulone

• średnio otulone

• grubo otulone.

W zależności od składu chemicznego otulin elektrody do ręcznego spawania elektrycznego dzieli się na elektrody o otulinie:

• kwaśnej (A)

• zasadowej (B)

• rutylowej (R)

• celulozowej (C)

• utleniającej (O)

Otulina chroni stapiane spoiwo i metal przed dostępem azotu i tlenu z powietrza, a ponadto tworzy ze spalających się składników warstwę żużla, który chroni stopiony metal przed zbyt szybkim stygnięciem i powoduje, że spoina stygnie równomiernie oraz wiąże ze sobą niepożądane składniki (tlen). Po trzech minutach warstwę otuliny należy usunąć, ponieważ działa korozyjnie. Otulina uzupełnia składniki stopowe w metalu spawanym, które ulegają wypaleniu w czasie spawania oraz wprowadza dodatkowe pierwiastki, które polepszają wytrzymałość i ciągliwość spoiny. Do otuliny dodawane są metale szlachetne np. otulina rutylowa - spoina stanie się stalą stopową. Otulina stabilizuje łuk elektryczny, dzięki zawartości pierwiastków o niskim potencjale np. sód. Do otuliny dodawane są także rudy w celu odgazowania spoiny. Spoina jest odporniejsza niż materiał rodzimy, gdyż ma większy przekrój, chyba, że nie została wykonana prawidłowo.

Elektrody nieotulone dają spoinę o bardzo niskich właściwościach mechanicznych podczas spawania w atmosferze powietrza

SPAWANIE GAZOWE

Do spawania gazowego stosowane są: tlen, acetylen, wodór, gaz koksowniczy i gaz świetlny, propan, butan, gaz ziemny - metan, argon, azot i inne. Temperaturę potrzebną do spawania stali ( 3200°C ) uzyskuje się stosując mieszankę C₂H₂ + O₂.

Do spawania gazowego stosuje się spoiwa w postaci stalowych drutów i prętów o różnym składzie chemicznym w celu dobrania ich do spawanych elementów.

Gazy używane do spawania są przechowywane w formie sprężonej w odpowiednich butlach. Aby zapewnić odpowiednie ciśnienie gazów potrzebne do prac spawalniczych stosuje się reduktory.

Do poprawnego przeprowadzenia spalenia gazów wymieszanych z tlenem służą palniki. Bardzo ważne jest poprawne wyregulowanie płomienia. Płomień acetylenowe - tlenowy można podzielić na trzy strefy", jądro, stożek oraz kitę.

Wyróżniamy trzy rodzaje płomienia:

• Normalny - płomień, w którym w najgorętszej strefie środkowej nie ma swobodnego węgla ani tlenu (stosunek objętościowy tlenu i acetylenu 1:1)

• Nawęglający - płomień ten powstaje przy większej ilości acetylenu, wówczas spoina ulega nawęgleniu

• Utleniający - płomień ten powstaje przy większej ilości tlenu - spoina ulega natlenieniu

Znane są trzy metody spawania gazowego: w lewo, w prawo i w górę. Przy metodzie spawania w lewo palnik przesuwa się z prawej strony do lewej bez ruchów poprzecznych. Płomień osłania stopiony metal i podgrzewa brzegi blach przed ich stopieniem. Metoda ta nadaje się do spawania blach cienkich o grubości do 4 mm. Blachy grubsze spawa się metodą w prawo.

ZGRZEWANIE OPOROWE

Zgrzewanie oporowe dzieli się na:

• Doczołowe

• Punktowe

• Liniowe

• Garbowe

Przy zgrzewaniu elektrycznym oporowym przepuszczamy prąd o dużym natężeniu przez zetknięcie ze sobą metalowych części. W skutek oporu elektrycznego w miejscu styku materiał nagrzewa się do temp białego żeru, po czym wywierając nacisk uzyskujemy połączenie. Zgrzewanie elektryczne oporowe wykonywane jest na specjalnych maszynach tzw zgrzewarkach.

Zgrzewanie doczołowe

Polega na łączeniu części przez dociśnięcie ich w szczękach, do których doprowadza się prąd. Powierzchnia styku ulega nadtopieniu. A płynny metal tworzy rąbek, który następnie się usuwa. Zastosowanie: do szyn kolejowych

Zgrzewanie punktowe

Stosuje się do łączenia cienkich blach. Łączone brzegi blachy zaciska się dwiema elektrodami obciskowymi, które zapewniają ucisk łączonych części i przepływ prądu. Złącze powstaje w jednym punkcie wskutek połączenie się rozgrzanego prądem metalu. Na zajęciach wcześniejszych tą metodą zgrzewaliśmy nasze „pudełko”.

Zgrzewanie liniowe

Jest stosowane tam gdzie zależy na szczelności szwu. Wykonuje się je za pomocą specjalnych zgrzewarek liniowych, w których elektrody mają kształty krążków. Krążki obracają się i przesuwają między sobą łączone blachy.

Zgrzewanie garbowe

Wymaga uprzedniego przygotowania części zgrzewanych. W tym celu w jednej z blach wytłacza się garby w kształcie stożka.

CIECIE TLENEM

Cięcie tlenem polega na spalaniu metalu strumieniem tlenu przy współudziale płomienia podgrzewającego. Proces ten w odniesieniu do stali odbywa się w temperaturze 1250-1350°C. Powstające podczas cięcia tlenki żelaza mają temperaturę topienia ok. 1330°C, a więc niższą w stosunku do temperatury topnienia stali(1480 °C) dzięki temu tlenki łatwo oddzielają się od metalu i zostaj ą wydmuchnięte strumieniem tlenu ze szczeliny cięcia.

Do metali i stopów, które nie dają się ciąć tlenem lub, których cięcie przebiega bardzo trudno, należą:

• stale wysoko węglowe (powyżej 1% C)

• stale wysoko stopowe (nierdzewne, kwasoodporne i żaroodporne)

• żeliwo

• miedź

• brąz

• aluminium.

Palnik do cięcia tlenem składa się z dwóch dysz: tnącej i podgrzewającej. Do dysz tnącej doprowadza się tlen tnący regulowany zaworem tlenu tnącego. Do dyszy podgrzewające doprowadza się mieszankę tlenu i acetylenu.

- 1 -

---